TW201616080A - 蒸發器、冷卻裝置及電子裝置 - Google Patents
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Abstract
使蒸發器具有:具有複數個筒狀凸部之多孔質體;由多孔質體分隔之蒸氣室及液室;殼體,具有:連接蒸氣管並規定蒸氣室之第1部分;連接液管並規定液室之第2部分;及設置於第1部分並朝第2部分之側突出,嵌入於多孔質體之複數個筒狀凸部之各個的複數個突起部;及複數個遮罩,用以覆蓋複數個筒狀凸部之各個的表面,使多孔質體之複數個筒狀凸部之接觸液相作動流體接觸之接液面的面積變小。
Description
本發明是有關於一種蒸發器、冷卻裝置及電子裝置。
用以冷卻例如裝設在電腦等之電子裝置之電子零件等之發熱體的冷卻裝置,有利用液相作動流體蒸發而成為氣相作動流體時之蒸發潛熱而實現高冷卻性能之使用氣液二相流的冷卻裝置。
如此之冷卻裝置具有例如具有多孔質體(毛細結構)之蒸發器及冷凝器,蒸發器之出口與冷凝器之入口以蒸氣管連接,並且冷凝器之出口與蒸發器之入口是以液管連接,於內部封入作動流體之迴路式熱管(LHP:Loop Heat Pipe)。
如此之迴路式熱管中,例如可不使用液輸送泵等而藉由多孔質體之毛細管力使作動流體循環,輸送熱。
再者,在具有如上述之迴路式熱管的蒸發器中,使用平板狀之多孔質體時,蒸發面積小,無法得到充分的冷卻
性能。因此,為了加大蒸發面積,並且提高冷卻性能,有作成在多孔質體及加熱面設置凹凸,彼此相嵌。又,也有作成在成為傳熱部之殼體設置複數個突起部,並分別於該等複數個突起部嵌入多孔質體。
【專利文獻1】美國特許第4765396號明細書
【專利文獻2】日本特開2007-247931號公報
【專利文獻3】日本特開2009-115396號公報
【專利文獻4】日本特開2013-257129號公報
【專利文獻5】日本特開2003-185370號公報
然而,若是在多孔質體及加熱面設置凹凸,並且彼此相嵌的情況下,將多孔質體設置成加熱面之凸部與凸部之間的凹部會埋入時,若是在例如發熱體之發熱量增加而蒸發量增加的情況,會變得液相作動流體難以供給到多孔質體之加熱面側之端部。該結果是會產生乾涸,蒸發面積變小而冷卻性能降低。
為了防止如此,考慮在成為傳熱部之殼體設置複數個突起部,並在該等複數個突起部之各個嵌入多孔質體,形成液相作動流體流動於嵌入有多孔質體之各突起部之周圍的空間。
然而,當形成液相作動流體流動於嵌入有多孔質體之各突起部之周圍的空間時,多孔質體之液相作動流體接觸之接液面的面積變大。而且,當多孔質體之液相作動流體接觸之接液面的面積變大時,從多孔質體往液相作動流體的導熱膏會增大,並且降低冷卻性能。
因此,想要可減少由多孔質體往液相作動流體的導熱膏,並且抑制冷卻性能之降低,得到安定之冷卻性能。
本蒸發器包含有:具有複數個筒狀凸部之多孔質體;由前述多孔質體分隔之蒸氣室及液室;殼體,具有:連接蒸氣管並規定前述蒸氣室之第1部分;連接液管並規定前述液室之第2部分;及複數個突起部,設置於前述第1部分並往前述第2部分之側突出,嵌入前述多孔質體之前述複數個筒狀凸部之各個,及複數個遮罩,用以覆蓋前述複數個筒狀凸部之各個的表面,使前述多孔質體之前述複數個筒狀凸部之接觸液相作動流體之接液面的面積變小。
本冷卻裝置包含有:使液相作動流體蒸發之蒸發器;使氣相作動流體冷凝之冷凝器;連接前述蒸發器與前述冷凝器,並供氣相作動流體流動之蒸氣管;及連接前述冷凝器與前述蒸發器,並供液相作動流體流動之液管,前述蒸發器具有:具有複數個筒狀凸部之多孔質體;由前述多孔質體分隔之蒸氣室及液室;殼體,具有:連接蒸氣管並規定前述蒸氣室之第1部分;連接液管並規定前述液室之第2部分;及複數個突起部,設置於前述第1部分並往前述
第2部分之側突出,嵌入於前述多孔質體之前述複數個筒狀凸部之各個;及複數個遮罩,用以覆蓋前述複數個筒狀凸部之各個的表面,使前述多孔質體之前述複數個筒狀凸部之接觸液相作動流體的接液面之面積變小。
本電子裝置包含有:設置於配線基板上之電子零件,及用以冷卻前述電子零件之冷卻裝置,前述冷卻裝置包含有:使液相作動流體蒸發之蒸發器;使氣相作動流體冷凝之冷凝器;連接前述蒸發器與前述冷凝器,並供氣相作動流體流動之蒸氣管;及連接前述冷凝器與前述蒸發器,並供液相作動流體流動之液管,前述蒸發器具有:具有複數個筒狀凸部之多孔質體;由前述多孔質體分隔之蒸氣室及液室;殼體,具有:連接蒸氣管並規定前述蒸氣室之第1部分;連接液管並規定前述液室之第2部分;及複數個突起部,設置於前述第1部分並往前述第2部分之側突出,嵌入於前述多孔質體之前述複數個筒狀凸部之各個;及複數個遮罩,用以覆蓋前述複數個筒狀凸部之各個的表面,使前述多孔質體之前述複數個筒狀凸部之接觸液相作動流體的接液面之面積變小。
因此,根據本蒸發器,冷卻裝置及電子裝置,具有可減少從多孔質體往液相作動流體之導熱膏,並且抑制冷卻性能降低,得到安定的冷卻性能。
1‧‧‧冷卻裝置(迴路式熱管)
2‧‧‧蒸發器
3‧‧‧冷凝器
4‧‧‧蒸氣管
5‧‧‧液管
6‧‧‧多孔質體
6A‧‧‧筒狀凸部
6B‧‧‧平板狀部分
6C‧‧‧***孔
6D‧‧‧溝
6X‧‧‧接液面
6Y‧‧‧蒸發面
61A‧‧‧第1筒狀凸部
62A‧‧‧第2筒狀凸部
63A‧‧‧第3筒狀凸部
64A‧‧‧第4筒狀凸部
7‧‧‧蒸氣室
8‧‧‧液室
9‧‧‧殼體
9A‧‧‧下側部分
9AX‧‧‧底板
9AY‧‧‧凹部
9B‧‧‧上側部分
9BX‧‧‧框體
9BY‧‧‧蓋體
9C‧‧‧突起部
9D‧‧‧蒸氣管連接用開口部
9E‧‧‧液管連接用開口部
10‧‧‧遮罩
10A‧‧‧開口部
10B‧‧‧孔
10C‧‧‧槽縫
10D‧‧‧槽縫
10E‧‧‧流路
10F‧‧‧溝
10G‧‧‧突起
10H‧‧‧多孔質體遮罩
101‧‧‧第1部分
102‧‧‧第2部分
103‧‧‧第3部分
104‧‧‧第4部分
105‧‧‧板狀部分
10-1~10-4‧‧‧鄰接之4個遮罩
101-1~101-4‧‧‧一個一個設置於鄰接之4個遮罩之各個的4個部分
11‧‧‧液相作動流體(作動液)
50‧‧‧筐體
51‧‧‧電子零件
51X‧‧‧CPU(發熱體;發熱零件;電子零件)
52‧‧‧配線基板
53‧‧‧送風扇
54‧‧‧電源
55‧‧‧HDD
56‧‧‧導熱膏
57‧‧‧散熱扇
圖1是顯示設置在本實施形態之冷卻裝置之蒸發
器之構成的示意截面圖。
圖2是顯示設置在本實施形態之冷卻裝置之蒸發器之構成(具有具體構成例之第1具體例的遮罩者)的分解立體圖。
圖3是顯示本實施形態之冷卻裝置及具有其之電子裝置之構成的示意立體圖。
圖4是圖4(A)、圖4(B)為用以說明本發明之課題的示意圖,圖4(A)為沿著設置於殼體之突起部之高度方向的截面圖,圖4(B)為沿著設置在殼體之突起部之徑方向的截面圖。
圖5是圖5(A)、圖5(B)用以說明設置在本實施形態之冷卻裝置所具有之蒸發器之遮罩產生的作用、效果的示意截面圖,圖5(A)顯示未設有遮罩的情況,圖5(B)顯示未設有遮罩的情況。
圖6是圖6(A)、圖6(B)顯示本實施形態之具體的構成例之冷卻裝置中使用了第1具體例之遮罩時之冷卻實驗的結果,圖6(A)顯示測定了蒸發器底面溫度的結果,圖6(B)顯示測定了蒸發器上面溫度的結果。
圖7是顯示設置在本實施形態之冷卻裝置所具有之蒸發器之遮罩之變形例(具體構成例之第2具體例的遮罩)之構成的示意立體圖。
圖8是圖8(A)、圖8(B)顯示使用了本實施形態之具體構成例之冷卻裝置中第2具體例之遮罩時之冷卻實驗的結果,圖8(A)顯示測定出蒸發器底面溫度之結果,圖8
(B)顯示測定出蒸發器上面溫度的結果。
圖9是顯示設置在本實施形態之冷卻裝置所具有之蒸發器之遮罩的變形例(具體構成例之第3具體例的遮罩)之構成的示意立體圖。
圖10是圖10(A)、圖10(B)顯示本實施形態之具體構成例之冷卻裝置中使用了第3具體例之遮罩時之冷卻實驗的結果,圖10(A)顯示測定了蒸發器底面溫度的結果,圖10(B)顯示了測定蒸發器上面溫度的結果。
圖11是顯示設置於本實施形態之冷卻裝置所具有之蒸發器之遮罩之變形例之構成的示意立體圖。
圖12是顯示設置於本實施形態之冷卻裝置所具有之蒸發器之遮罩之變形例之構成的示意立體圖。
圖13是顯示設置於本實施形態之冷卻裝置所具有之蒸發器之遮罩之變形例之構成的示意立體圖。
圖14是顯示在設置於本實施形態之冷卻裝置所具有之蒸發器之多孔質體之筒狀凸部設置變形例之遮罩之狀態的示意平面圖。
圖15是顯示設置於本實施形態之冷卻裝置之蒸發器之變形例之構成的示意截面圖。
圖16是圖16(A)、圖16(B)顯示設置於本實施形態之冷卻裝置所具有之蒸發器之遮罩之變形例之構成的模式圖,圖16(A)為立體圖,圖16(B)為截面圖。
圖17是顯示設置於本實施形態之冷卻裝置所具有之蒸發器之遮罩之變形例之構成的示意立體圖。
以下,根據圖式,參照圖1~圖17說明本發明之實施形態之蒸發器、冷卻裝置及電子裝置。
本實施形態之冷卻裝置是用以冷卻設置於例如電腦(例如伺服器或個人電腦)等之電子裝置之電子零件等之發熱體的冷卻裝置。再者,電子裝置也稱為電子機器。又,電子零件為例如CPU或LSI晶片等。
首先,本實施形態之電子裝置是例如圖3所示,於筐體50內具有:裝在有複數個電子零件51之配線基板52(例如印刷配線板等),使配線基板52上之電子零件51氣冷之送風扇53、電源54、及作為輔助記憶裝置之HDD(Hard Disk Drive)55。
而且,複數個電子零件51之中,包含有作為發熱體之電子零件,即發熱零件51X。在此,發熱零件包含有CPU(Central Processing Unit)51X。作為該發熱零件之CPU51X是因為光以送風扇53之送風無法充分冷卻,為了冷卻其而安裝了冷卻裝置1(在此為迴路式熱管)。
本實施形態中,冷卻裝置1是使用氣液二相流且利用液相(液體狀態)之作動流體蒸發而成為氣相(氣體狀態)之作動流體時之蒸發潛熱而實現高冷卻性能的冷卻裝置。
也就是說,本冷卻裝置1具有:使液相作動流體蒸發之蒸發器2、使氣相作動流體冷凝之冷凝器3、連接蒸發器2與
冷凝器3並供氣相作動流體流動之蒸氣管4、及連接冷凝器3與蒸發器2並供液相作動流體流動之液管5,該等是連接成迴路狀,並且於內部封入有作動流體(例如乙醇等)之迴路式熱管。
該迴路式熱管1中,如圖1所示,於蒸發器2具有多孔質體6,可藉由該多孔質體6之毛細管力使作動流體循環而輸送熱。
也就是說,在此,蒸發器2是熱連接作為發熱零件之CPU51X。例如,蒸發器2是透過導熱膏56而緊貼於設置在配線基板52上之CPU51X上,而使來自CPU51X之熱傳往蒸發器2。
藉此,供給至蒸發器2之液相作動流體之一部分分會從設置於蒸發器2之多孔質體6的表面滲出,從該多孔質體6之表面滲出之液相作動流體會藉由從作為發熱零件之CPU51X傳送之熱而蒸發(氣化),成為氣相作動流體。
該氣相作動流體是如圖3所示,經過蒸氣管4而流入冷凝器3。藉此,在蒸發器2吸收之熱會輸送到冷凝器3。
而且,流入冷凝器3之氣相作動流體會因在冷凝器3冷卻而冷凝(液化),成為液相作動流體。藉此,輸送到冷凝器3之熱會散熱。在此,冷凝器3設置在送風扇53之附近,又,在冷凝器3設有散熱扇57。而且,輸送到冷凝器3之熱會經由散熱扇57而散熱,並且藉由來自送風扇53之送風而往筐體50之外部釋放。
再者,亦可設置散熱板等之其他散熱構件以取代
散熱扇57。又,亦可不設置散熱構件,而是對管件直接送風空氣以冷卻。又,在此,雖然是藉由氣冷式之冷卻手段進行冷卻,但亦可藉由水冷式之冷卻手段進行冷卻。
該液相作動流體經由液管5而流入蒸發器2。
如此,作動流體會在由蒸發器2、蒸氣管4、冷凝器3、液管5所構成之循環路徑循環流動。
尤其,本實施形態中,蒸發器2是如下所構成。
在此,蒸發器2是以適合有效率冷卻平板型發熱體(在此是作為發熱零件之CPU51X)之薄型平板狀蒸發器為例來進行說明。再者,也將薄型平板狀蒸發器稱為薄型蒸發器或平板型蒸發器。
本實施形態之蒸發器2如圖1、圖2所示,具有:多孔質體(由多孔質材料構成之毛細結構)6,藉由多孔質體6而分隔之蒸氣室7及液室8、殼體9、及遮罩10。
在此,多孔質體6為低熱傳導率之多孔質體。具體而言為多孔質之PTFE(聚四氟乙烯)樹脂成形體(樹脂製多孔質體)。
尤其,本實施形態中,多孔質體6具有複數個筒狀凸部6A。也就是說,多孔質體6具有:板狀部分6B,及設置在平板狀部分6B上之複數個筒狀凸部6A。在此,複數個筒狀凸部6A是設置成分別對平板狀部分6B突出於液室8側(即,殼體9之上側部分9B側),在蒸氣室7側(即,後述之殼體9之下側部分9A側)具有供設置於殼體9之下側部分9A之突起部9C***的***孔6C。又,在***孔6C之側面設
有往其深度方向延伸之複數個溝6D。
殼體9具有:連接蒸氣管4並規定蒸氣室7之下側部分(第1部分)9A,及連接液管5並規定液室8之上側部分(第2部分)9B。
也就是說,於殼體9之下側部分9A設有蒸氣管連接用開口部9D(蒸發器2之出口),並且於該蒸氣管連接用開口部9D連接有蒸氣管4。如此,於藉由構成蒸發器2之殼體9的下側部分9A規定之蒸氣室7連接有蒸氣管4。在此,殼體9之下側部分9A由具有凹部9AY之底板9AX構成,並且於設置於該底板9AX之蒸氣管連接用開口部9D連接有蒸氣管4。
又,於殼體9之上側部分9B設有液管連接用開口部9E(蒸發器2之入口),並於該液管連接用開口部9E連接有液管5。如此,於藉由構成蒸發器2之殼體9的上側部分9B規定之液室8連接有液管5。在此,殼體9之上側部分9B由框體9BX與蓋體9BY構成,並於設置於該框體9BX之液管連接用開口部9E連接有液管5。
再者,在此,雖於殼體9之其中一側連接有蒸氣管4及液管5,但不限定於此,例如,亦可於殼體9之其中一側連接液管5,並於另一側連接蒸氣管4。
而且,殼體9之下側部分9A熱連接於作為發熱零件之CPU51X。藉此,藉由殼體9之下側部分9A規定之蒸氣室7設置於接近CPU51X之位置,並且藉由殼體9之上側部分9B規定之液室8設置於距離CPU51X較遠的位置。又,使殼體9之上側部分9B之熱傳導率低於下側部分9A。例如,如後述,
藉令殼體9之上側部分9B為不銹鋼製,令殼體9之下側部分9A為銅製,只要使殼體9之上側部分9B之熱傳導率低於下側部分9A即可。藉此,作為發熱零件之CPU51X之熱難以傳送到液相作動流體,並且液相作動流體之溫度難以上昇。
又,殼體9設置於下側部分9A,且往上側部分9B之側突出,並具有嵌入至多孔質體6之複數個筒狀凸部6A之各個的複數個突起部9C。也就是說,於殼體9之下側部分9A設有往上側部分9B之側突出之複數個突起部9C,該等複數個突起部9C嵌入於設置在多孔質體6之複數個筒狀凸部6A之各個的***孔6C。在此,於殼體9之構成下側部分9A之底板9AX之凹部9AY之表面上一體形成有複數個突起部9C。而且,複數個突起部9C嵌入至設置於多孔質體6之複數個筒狀凸部6A之各個的***孔6C,使突起部9C之中心軸與多孔質體6之筒狀凸部6A之中心軸(即***孔6C之中心軸)一致。
如此,多孔質體6收納於殼體9內。尤其,複數個突起部9C嵌入多孔質體6之複數個筒狀凸部6A之各個,而於多孔質體6之背面(圖1中,下面)與殼體9之下側部分9A之表面(圖1中,上面)之間形成空間。藉此,於多孔質體6之背面與殼體9之下側部分9A之表面之間形成的空間成為蒸氣室7。在此,複數個溝6D形成於設置在多孔質體6之複數個筒狀凸部6A之各個的***孔6C之側面,並且形成於該等溝6D之間的空間,即,形成於***孔6C之溝6D之底面與
突起部9C之側面之間的空間也構成蒸氣室7之一部分。另一方面,在多孔質體6之表面(圖1中,上面)與殼體9之上側部分9B之表面(圖1中,下面)之間形成之空間成為液室8。該液室8兼具用以貯留液相作動流體之貯液槽。
而且,流入並貯留於液室8之液相作動流體藉毛細管現象從多孔質體6之複數個筒狀凸部6A之各個的周圍浸透,往蒸氣室7側滲出。另一方面,當作為發熱零件之CPU51X發熱時,其熱會傳熱到殼體9之下側部分9A,進而傳達到複數個突起部9C之各個。而且,藉由傳熱到複數個突起部9C之各個的熱,滲出到蒸氣室7側之液相作動流體會蒸發(氣化),成為氣相作動流體。尤其,藉於多孔質體6設置複數個筒狀凸部6A,加大蒸發面積,提高冷卻性能。進而,於殼體9之下側部分9A設置突起部9C,並於此嵌入筒狀凸部6A,藉此液相作動流體之浸透距離會均等。藉此,即使是例如為發熱零件之CPU51X大型化並增加發熱量而增加蒸發量等發熱體之發熱量增加而增加蒸發量時,亦可防止液相作動流體難以供給到多孔質體6之蒸氣室7側之表面(即,加熱面側之端部),並可防止產生乾涸,蒸發面積縮小而冷卻性能顯著降低的狀況。如此,在設置筒狀凸部6A而擴大蒸發面積之多孔質體6中,使其厚度均一,並使接觸突起部9C之多孔質體6之濡濕狀態均一,並且從擴大蒸發面積之多孔質體6有效率地使液相作動流體蒸發,而可得到安定的冷卻性能。
另,如上述,如殼體9之下側部分9A設置突起部
9C,並於其嵌入筒狀凸部6A,並在嵌入筒狀凸部6A之各突起部9C之周圍形成液相作動流體流動的空間時,如圖4(A)、圖4(B)所示,多孔質體6之液相作動流體11接觸之接液面6X的面積會變大。而且,當多孔質體6之液相作動流體11接觸之接液面6X的面積變大時,從多孔質體6增大往液相作動流體11之導熱膏,並且降低冷卻性能。再者,圖4(A)、圖4(B)中,以符號X表示之箭頭記號顯示熱之流動,並且以符號Y表示之箭頭記號顯示液相作動流體之流動。
也就是說,上述之迴路式熱管1中,為了提高冷卻性能,在熱連接於作為發熱零件之CPU51X之殼體9的下側部分9A設置突起部9C,並且於其嵌入多孔質體6之筒狀凸部6A,擴大蒸發面積。此種情況下,由於接觸多孔質體6之筒狀凸部6A之成為高溫之突起部9C的蒸發面6Y,與多孔質體6之筒狀凸部6A之接觸低溫之液相作動流體11的接液面6X表裡一體,因此如上述而當擴大多孔質體6之蒸發面6Y之面積時,會更為擴大接液面6X之面積。
在此,從多孔質體6往液相作動流體11之熱傳達根據下式。
【數1】Q=hA(T W -T L )
在此,Q為從多孔質體6往液相作動流體11之導熱膏熱量,h為熱傳達係數,A為多孔質體6與液相作動流體11之接觸面積(接液面積),TW為多孔質體6之表面溫度,
TL為液相作動流體11之溫度。
因此,藉由接液面積A之擴大,增大從多孔質體6往液相作動流體11之導熱膏熱量Q。
又,藉擴大接液面積A,多孔質體6之表面溫度TW會上昇。這是因為擴大多孔質體6之接液面積A,流入多孔質體6之接液面6X之液相作動流體11的流速會降低之故[參照圖5(A)]。在此,流入多孔質體6之液相作動流體11的流速是依據作動流體之種類或發熱量,但大略在數十μm/sec~數百μm/sec左右,影響多孔質體6內之熱傳導甚大。若往多孔質體6之接液面6X之流入速度快時,進入多孔質體6中之熱量(導熱膏)會逆流回去,但若流入速度慢時,藉由熱傳導而進入多孔質體6中之熱量會變大,往液相作動流體11側之導熱膏增大。如此,當多孔質體6之接液面積擴大時,不僅是熱交換面積(A)增大,熱交換面之溫度(TW)也會增加,因此導熱膏會變得非常大。
而且,迴路式熱管1之內部之作動流體保持在飽和狀態,流體藉由以蒸發器2內之多孔質體6分隔之蒸氣側與液側之溫度差所致之蒸氣壓差而作動。因此,當從蒸發器2之蒸氣側經由多孔質體6而傳熱到液側之導熱膏熱量大時,迴路式熱管1會產生顯著的性能降低。
因此,欲去除迴路式熱管1之性能降低的原因,實現具有高冷卻性能之迴路式熱管1及具有其之電子裝置。
因此,本實施形態中,如圖1、圖2所示,設有用以覆蓋複數個筒狀凸部6A之各個表面之複數個遮罩10,以
使多孔質體6之複數個筒狀凸部6A之液相作動流體11接觸之接液面6X的面積變小。如此,藉由設置遮罩10,縮小液相作動流體11流入多孔質體6之筒狀凸部6A之表面之接觸液相作動流體11之接液面6X時的面積(通過面積)。如此,藉設置遮罩10,使多孔質體6之筒狀凸部6A的接液面6X變小,可減少液相作動流體11與多孔質體6直接接觸的面積,又,可提高流入到多孔質體6之液相作動流體11的流速。藉由該等相乘效果,可減少從多孔質體6往液相作動流體11之傳熱量,並且可減少從多孔質體6往液相作動流體11之導熱膏,並可提高蒸發器2之冷卻效率,進而提高迴路式熱管1之冷卻能力。
例如,遮罩10只要做成於覆蓋筒狀凸部6A之側面之部分具有液相作動流體11流動之開口部10A即可。此種情況下,多孔質體6之筒狀凸部6A之表面被遮罩10所覆蓋,僅多孔質體6之筒狀凸部6A之側面之遮罩10的開口部10A所位於之部分成為接液面6X,多孔質體6之筒狀凸部6A之接液面6X的面積變小。
在此,開口部10A只要做成複數個孔10B即可。
該等孔10B宜含括覆蓋部分之全面,均一地設置在遮罩10之筒狀凸部6A之側面。
又,該等孔10B如圖7所示,宜為相較於多孔質體6之筒狀凸部6A之前端側,平板狀部分6B側較大。也就是說,該等孔10B宜為位於下側部分(第1部分)9A之側者比位於殼體9之上側部分(第2部分)9B之側者大。這是因為藉下側
部分9A規定之蒸氣室7側變得比藉殼體9之上側部分9B規定之液室8側高溫,蒸發量較多之故。如此,藉令孔10B之大小分布,減少多孔質體6與液相作動流體11直接接觸的面積(接液面積),可使流入多孔質體6之液相作動流體11之流速均一地增加,可一樣地減少由多孔質體6往液相作動流體11之導熱膏。
再者,在此,是將孔10B之形狀作成圓形,但並不受限於此,可作成例如三角形、四角形等之各種形狀。
又,開口部10A如圖11所示,亦可作為複數個槽縫10C。
該等槽縫10C宜作成含括覆蓋部分之全面均一地設置遮罩10之筒狀凸部6A之側面。
又,該等槽縫10C宜為平板狀部分6B側較多孔質體6之筒狀凸部6A之前端側為較寬幅度。也就是說,該等槽縫10C宜為位於下側部分(第1部分)9A之側者較位於殼體9之上側部分(第2部分)9B之側者的幅度寬。這是因為由下側部分9A規定之蒸氣室7側成為比由殼體9之上側部分9B規定之液室8側高溫,蒸發量較多之故。如此,藉改變槽縫10C之幅度,可減少多孔質體6與液相作動流體11直接接觸之面積(接液面積),並且可使流入多孔質體6之液相作動流體11的流速均一地增加,並且可一樣地減少由多孔質體6往液相作動流體11之導熱膏。
再者,在此,將槽縫10C作成朝筒狀凸部6A之高度方向延伸者,但並不受限於此,例如,亦可作為朝筒狀
凸部6A之周方向延伸者。又,若作成朝筒狀凸部6A之高度方向延伸之槽縫10C時,考慮量產化、低成本化而可以模型製作,因此如圖12所示,宜為將槽縫10C延伸到下端,而從下端延伸之切入。
該等情況下,遮罩10宜作成設有開口部10A,使筒狀凸部6A之側面之接液面6X的面積為筒狀凸部6A之側面之面積的50%以下。此種情況下,遮罩10之開口部10A之面積(開口面積)成為覆蓋遮罩10之筒狀凸部6A之側面之部分的面積的50%以下。也就是說,覆蓋遮罩10之筒狀凸部6A之側面的部分由開口部10A(多孔質體6與液相作動流體11接觸的部分)、及開口部10A以外的部分(多孔質體6與遮罩10接觸的部分)構成,開口部10A之面積成為開口部10A以外之部分的面積以下。如此,覆蓋遮罩10之筒狀凸部6A之側面之覆蓋部分中之開口部10A的比例,即,遮罩10之開口率宜為50%以下。如此,相較於不設置遮罩10的情況,宜使多孔質體6之筒狀凸部6A之側面之接液面6X的面積為50%以下。藉此,可將液相作動流體11(作動液)與多孔質體6直接接觸的面積減少到1/2以下,又,可將液相作動流體11流入到多孔質體6之流速加大到2倍以上。
再者,筒狀凸部6A之接液面6X之面積愈大,宜降低遮罩10之開口率,且若後述之具體的構成例時,宜使例如遮罩10之開口率為35%左右或其以下。
又,將作為開口部10A之複數個孔10B或槽縫10C之大小作成位於下側部分(第1部分)9A之側(筒狀凸部6A之
基底側;蒸氣室7側;突起部9C之高溫側)者比位於殼體9之上側部分(第2部分)9B之側(筒狀凸部6A之前端側;液室8側;突起部9C之低溫側)者大時,遮罩10之開口率之位於下側部分(第1部分)9A之側者比位於殼體9之上側部分(第2部分)9B之側者高。此種情況下,只要做成遮罩10之開口率之平均為50%以下即可。只要使遮罩10之開口率分布成如下即可:例如,在殼體9之上側部分(第1部分)9B之側,令遮罩10之開口率為55%,在中央附近令遮罩10之開口率為35%,在殼體9之下側部分(第2部分)9A之側,令遮罩10之開口率為15%,遮罩10之開口率之平均為50%以下。
再者,在此,遮罩10為具有開口部10A之圓筒狀遮罩,被覆於多孔質體6之筒狀凸部6A,但不限定於此。
例如,如圖13、圖14所示,遮罩10具有:部分的覆蓋鄰接之4個筒狀凸部6A所含之第1筒狀凸部61A之側面的第1部分101;部分的覆蓋4個筒狀凸部6A所含之第2筒狀凸部62A之側面的第2部分102;部分的覆蓋4個筒狀凸部6A所含之第3筒狀凸部63A之側面的第3部分103;及部分的覆蓋4個筒狀凸部6A所含之第4筒狀凸部64A之側面的第4部分104,以一個一個設置在鄰接之4個遮罩10-1~10-4之各個之4個部分101-1~101-4,亦可覆蓋1個筒狀凸部61A之側面,形成液相作動流體11流動於該等4個部分101-1~101-4之相互間的槽縫10D。
此種情況下,遮罩10具有:第1部分101~第4部
分104、及支持該等之板狀部分105,第1部分101~第4部分104***到鄰接之4個筒狀凸部6A(61A~64A)所包圍之區域。
藉如此構成,即使筒狀凸部6A間之間隙狹小也可設置遮罩10。
設置如此構成之遮罩10之蒸發器2如圖15所示。
再者,圖13、圖14中,作成遮罩10之各部分101~104一體化,並且於中央部設有液相作動流體11流動之流路10E。可是,並不限定於此,亦可作成遮罩10之各部分101~104彼此分離而獨立,該等各部分101~104所包圍之中央區域成為液相作動流體11流動之流路。
此種情況下也與作為上述之開口部10A之槽縫10C同樣,槽縫10D宜為作成含括覆蓋遮罩10之筒狀凸部6A之側面之部分的全面而均一地設置。又,槽縫10D宜為下側部分(第1部分)9A之側較殼體9之上側部分(第2部分)9B之側成為較廣之幅度。又,遮罩10宜作成設有槽縫10D,以使筒狀凸部6A之側面之接液面6X之面積為筒狀凸部6A之側面之面積之50%以下。
又,例如,如圖16(A)、圖16(B)所示,遮罩10亦可作成具有液相作動流體11流動於覆蓋筒狀凸部6A之側面之部分的溝10F。此種情況下,只要設置複數個溝10F即可。而且,與作為上述之開口部10A之孔10B或槽縫10C同樣,該等溝10F宜作成含括覆蓋遮罩10之筒狀凸部6A之側面之部分的全面而均一地設置。又,該等溝10F宜為下側部
分(第1部分)9A之側比殼體9之上側部分(第2部分)9B之側的幅度較寬。又,遮罩10宜為設置有溝10F,使筒狀凸部6A之側面之接液面6X之面積為筒狀凸部6A之側面之面積之50%以下。
又,在此,遮罩10於其端面具有突起10G,並且***到鄰接之4個筒狀凸部6A所包圍之區域,使得該突起10G為下方,藉此於多孔質體6之平板狀部分6B之間形成間隙。這是因為多孔質體6之平板狀部分6B之側成為高溫,蒸發量變多之故,因此在此容易供給液相作動流體11。
再者,圖16(A)、圖16(B)中,遮罩10是做成***到鄰接之4個筒狀凸部6A所包圍的區域,但不限定於此,亦可作成於外周面具有供液相作動流體11流動之溝10F之圓筒狀的遮罩,並且被覆於筒狀凸部6A。
再者,如上述,含括覆蓋遮罩10之筒狀凸部6A之側面之部分的全面均一地設置孔10B、槽縫10C、10D、溝10F,藉此可縮短液相作動流體11在多孔質體6之內部移動之距離,並可減少壓力損失。
又,如圖9所示,遮罩10亦可為具有供液相作動流體11流動之孔(細孔)的多孔質體遮罩10H。此種情況下,多孔質體遮罩10H宜為空孔率50%以下者。再者,筒狀凸部6A之接液面6X的面積愈大,宜使用空孔率較低者,若是後述之具體的構成例,宜使用例如空孔率為35%左右或在其以下者。又,多孔質體遮罩10H宜使用孔的直徑較大者,以減少壓力損失。例如,多孔質體遮罩10H宜為孔之直徑(多
孔質徑;細孔徑)大於多孔質體6(毛細結構)。這是因為,為了得到毛細管力,作為毛細結構之多孔質體6宜使用徑之直徑較小者,相對於此,為了降低流動阻力,使流動性更佳,多孔質體遮罩10H宜使用孔之直徑較大者之故。例如,若於多孔質體6使用多孔質之PTFE樹脂成形體(樹脂製多孔質體)時,多孔質體遮罩10H只要使用多孔質徑比其大之多孔質之PTFE樹脂成形體(樹脂製多孔質體)即可。具體而言,多孔質體遮罩10H宜為孔之直徑在50μm以上。
又,複數個遮罩10是例如圖17所示,宜為一體化。藉此,可減少零件數,壓低成本。再者,在此,雖然是以圖13所示之遮罩10為一體化者為例,但不限定於此,亦可為上述之其他遮罩10一體化者。
又,遮罩10之材料為低熱傳導率之材料,若使用例如PTFE樹脂,其熱傳導率為約0.2~約0.3W/mK左右。也就是說,遮罩10之材料為具有0.5W/mK以下之熱傳導率的材料(樹脂材料)。例如,遮罩10之材料宜為熱傳導率比液相作動流體11低之材料。在此,若液相作動流體11為水時,由於其熱傳導率為約0.6W/mK,因此遮罩10之材料宜為具有熱傳導率比0.6W/mK低之材料。又,例如,若液相作動流體11為乙醇或丙酮時,由於其熱傳導率為約0.2W/mK,因此遮罩10之材料宜為具有熱傳導率低於約0.2W/mK之材料。
因此,根據本實施形態之蒸發器、冷卻裝置及電子裝置,減少由多孔質體6往液相作動流體11之導熱膏,具
有可抑制冷卻性能之降低,並且得到安定之冷卻性能的優點。也就是說,可大幅度地提高迴路式熱管1之冷卻性能,並且安定地冷卻設置在電子裝置之發熱零件,可使電子裝置高性能化,並且可提高信賴性。
以下,就作為本實施形態之冷卻裝置1之迴路式熱管之具體構成例進行說明。
首先,蒸發器2是令其外形尺寸約75mm×約75mm,令高度為約25mm。由於該蒸發器2之殼體9之下側部分9A熱連接於發熱體51X,因此作成熱傳導率較高的銅製,殼體9之上側部分9B作成熱傳導率比較低的不銹鋼製。藉此,來自發熱體51X之熱經由殼體9之下側部分9A而難以傳熱到液相作動流體。進而,在此,在殼體9之上側部分9B之內壁面,即直接接觸於液相作動流體之液室8的壁面安裝非多孔質之PTFE(聚四氟乙烯),並且隔絕從殼體9之上側部分9B往液相作動流體之熱漏洩。
而且,為了安裝多孔質體6,在殼體9之下側部分9A之底面(銅底部)設置縱向6個、横向6個且排列成格子狀而合計36個之突起部(圓柱;凸部;銅銷)9C(參照圖2),使各突起部9C之尺寸為直徑(外徑)φ約5mm、高度約15mm。
多孔質體6是使用了模型之成形品,在此,作為空孔率約40%,多孔質徑之平均值為約10μm之多孔質之PTFE(聚四氟乙烯)樹脂成形體(樹脂製多孔質體)。於該多孔質體6設置縱向6個、横向6個、排列成格子狀而合計36個之圓筒
狀凸部(筒狀凸部)6A。該等圓筒狀凸部6A之尺寸是定為外徑φ約9mm、內徑φ約7mm。該等圓筒狀凸部6A之中心軸,即,設置於圓筒狀凸部6A之背面側之***孔6C之中心軸分別與設置在殼體9之下側部分9A之各突起部9C的中心軸一致。而且,在設置於該等圓筒狀凸部6A之背面側之***孔6C分別***設置在殼體9之下側部分9A之底面之各突起部9C,而將多孔質體6安裝於殼體9之下側部分(參照圖1、圖2)。
在此,設置於該等圓筒狀凸部6A之背面側之***孔6C的深度約13mm。藉此,在設置於該等圓筒狀凸部6A之背面側之***孔6C分別***設置於殼體9之下側部分9A之底面之各突起部9C,而將多孔質體6安裝於殼體9之下側部分9A時,殼體9之底面(即,殼體9之下側部分9A之底面)與多孔質體6之背面(即,多孔質體6之平板狀部分6B之背面)之間形成約2mm之空間,並將其作為蒸氣室7(參照圖1)。
又,設置於該等圓筒狀凸部6A之背面側之***孔6C之直徑比殼體9之突起部9C之外徑尺寸小約50μm~約200μm左右。藉此,將多孔質體6安裝於殼體9之下側部分9A時,可得到足夠的密合性。
又,在***孔6C之側面(內壁),均一地設置幅度約1mm、深度約1mm、間距約2mm之朝深度方向(垂直方向)延伸之溝(凹槽)6D(參照圖1、圖2)。藉此,形成於該等溝6D之間的空間,即,形成於***孔6C之側面之溝6D的底面與
殼體9之突起部9C之側面之間的空間也發揮作為蒸氣室7之一部分的功能。如此,***孔6C之側面成為散熱片構造,散熱片前端密著於殼體9之突起部9C之側面。而且,從多孔質體6之上方供給之液相作動流體11通過多孔質體6之筒狀凸部6A的內部,設置於***孔6C之側面,且在接觸於殼體9之突起部9C之散熱片前端蒸發、氣化,在散熱片前端發生之蒸氣是在散熱片間之溝朝下方流動,通過多孔質體6之背面與殼體9之底面之間的空間,到達蒸氣管4。
而且,藉在安裝有多孔質體6之殼體9的下側部分9A結合殼體9之上側部分9B,在多孔質體6收納於殼體9內之狀態下,多孔質體6,即從多孔質體6之圓筒狀凸部6A之上面到殼體9之上側部分9B之下面之間形成約5mm之高度之內部空間,將該內部空間及多孔質體6之複數個筒狀凸部6A之間的空間作為兼具貯液槽之液室8(參照圖1)。
如此製作之蒸發器2之蒸氣室7(即,規定蒸發器2之蒸氣室7之殼體9的下側部分9A)與冷凝器3之入口以蒸氣管4連接(參照圖3)。又,蒸發器2之液室8(即,規定蒸發器2之液室8之殼體9的上側部分9B)與冷凝器3之出口以液管5連接(參照圖3)。
在此,蒸氣管4為外徑約6mm、內徑約5mm的銅管,且其長度約300mm。又,液管5為外徑約4mm、內徑約3mm之銅管,其長度約200mm。又,冷凝器3的尺寸為幅度約150mm、高度約50mm、長度約45mm。在此,將鋁製平板散熱片(散熱扇57)歛合安裝於設置在冷凝器3的冷凝管(參照圖3)。
該冷凝管使用外徑約6.35mm之銅製凹槽管,鋁製平板散熱片57的厚度約0.2mm、間距約1.5mm。
又,作動流體為乙醇,並且在藉由真空泵將迴路式熱管1之內部真空抽引而成為真空狀態後,封入預定量之已真空脫泡之飽和狀態的乙醇,並密封。
另,在具有如上述之構造的蒸發器2時,為了提高冷卻性能,如圖5(A)所示,在殼體9之下側部分9A之底面設置突起部9C(銷構造),並於其嵌入多孔質體6之筒狀凸部6A,而擴大蒸發面積,因此與蒸發面6Y表裏一體之接液面6X的面積也擴大。因此,多孔質體6與液相作動流體11的熱交換面積大,又,流入多孔質體6之液相作動流體11的流速也大,所以從多孔質體6往液相作動流體11之導熱膏非常大。由於該影響,多孔質體6之上方之液體之作動流體11的溫度(液溫)上昇,並且供給到多孔質體6之液相作動流體11的溫度變高,而液相作動流體11蒸發、氣化之氣相作動流體的溫度也變高。因此,具有突起部9C之殼體9的溫度也成高溫,無法充分冷卻作為發熱零件之CPU51X。
因此,作為第1具體例,為了防止從多孔質體6往液相作動流體11之熱流,因此設有於側面均一地設置直徑約1mm之孔10B的遮罩10(毛細結構遮罩;隔熱遮罩),使上述之多孔質體6之各筒狀凸部6C開口率為約35%[參照圖1、圖2、圖5(B)]。
在此,遮罩10於其材料使用低熱傳導率(在此為約0.23W/mK),且耐熱性優異之PTFE樹脂(非多孔質體),
並且令其厚度為約0.8mm。藉設置該遮罩10,多孔質體6與液相作動流體11直接接觸的面積(接液面積)可削減約35%,且流入多孔質體6之液相作動流體11之流速可增加約3倍。
接著,進行冷卻加熱器的實驗,該加熱器是使用具有設置了如此之遮罩10之蒸發器2的迴路式熱管1而模製電子裝置內之發熱零件51X的加熱器。又,為了比較,也進行使用具有未設置遮罩之蒸發器之迴路式熱管的冷卻實驗。
在此,圖6(A)是顯示進行該等冷卻實驗,並且測定了加熱器溫度,即,蒸發器底面溫度(殼體底面溫度)的結果。
再者,圖6(A)中,實線A是顯示蒸發器2的底面溫度,該蒸發器是與使用具有設置了如上述之遮罩10之蒸發器2的迴路式熱管1冷卻加熱器時之加熱器相接。又,圖6(A)中,實線B是顯示蒸發器之底面溫度,該蒸發器是與使用具有未設置遮罩之蒸發器的迴路式熱管冷卻加熱器時之加熱器相接。
如圖6(A)所示,使用具有設置了如上述之遮罩10之蒸發器2的迴路式熱管1時,在全部的發熱量中,雨使用了具有未設置遮罩之蒸發器的迴路式熱管的情況比較,蒸發器底面溫度、即加熱器溫度可減少前後約10℃。
又,由於考慮到兼具貯液槽之蒸發器2的上面溫度反映了液相作動流體11之溫度,因此連測定蒸發器2之上面溫度
(殼體上面溫度)時,也得到如圖6(B)所示之測定結果。
再者,圖6(B)中,實線A顯示了使用具有設置了如上述之遮罩10之蒸發器2的迴路式熱管1冷卻加熱器時之蒸發器2的上面溫度。又,圖6(B)中,實線B是顯示使用具有未設置遮罩之蒸發器的迴路式熱管冷卻加熱器時之蒸發器的上面溫度。
如圖6(B)所示,使用具有設置了如上述之遮罩10之蒸發器2的迴路式熱管1時,在所有的發熱量中,相較於使用了具有未設置遮罩之蒸發器的迴路式熱管的情況,蒸發器上面溫度低約5~約8℃左右,此意味著液相作動流體11之溫度減少。
如此,藉使用具有設置了如上述之遮罩10之蒸發器2的迴路式熱管1,可確認:減少液相作動流體11之溫度,並且可減少從多孔質體6往液相作動流體11之導熱膏。又,可確認:可減少加熱器溫度,可抑制冷卻性能之降低,得到安定之冷卻性能。
又,第2具體例是在上述之多孔質體6之各筒狀凸部6A設置,於側面設置直徑約0.5mm~約1.5mm之孔10B,使得開口率平均為約35%之遮罩10,即,使開口率分布具有之遮罩10(毛細結構遮罩;隔熱遮罩)(參照圖7),以防止從多孔質體6往液相作動流體11之熱流。
在此,遮罩10於其材料使用低熱傳導率(在此為約0.23W/mK),且耐熱性優異之PTFE樹脂(非多孔質體),其厚度為約0.8mm。又,由於殼體9之突起部9C(銅銷)的
溫度在基底部分較高,前端部分較低,因此推測蒸發量為突起部9C之基底部分較多,前端部分較少。因此,在殼體9之突起部9C之基底之側使遮罩10之開口率為55%(開口部直徑約1.5mm),在中央附近令遮罩10之開口率為35%(開口部直徑1.0mm),在殼體9之突起部9C之前端之側令遮罩10之開口率為15%(開口部直徑約0.5mm),遮罩10之開口率之平均在35%左右,如此在突起部9C之高度方向分布持有遮罩10之開口率。藉設置該遮罩,多孔質體6與液相作動流體1直接接觸之面積(接液面積)全體可削減約35%,且可將流入多孔質體6之液相作動流體11的流速均一地增加到約3倍。如此,可使流入多孔質體6之筒狀凸部6A之接液面6X之液相作動流體11的流速在高度方向上大略均一,並且可使從多孔質體6之表面往液相作動流體11之導熱膏在高度方向上一樣減少。
而且,進行冷卻加熱器的實驗,該加熱器是使用具有設置了如此之遮罩10之蒸發器2的迴路式熱管1,模製電子裝置內之發熱零件51X的加熱器。又,為了比較,也進行使用了具有未設置遮罩之蒸發器的迴路式熱管的冷卻實驗。
在此,圖8(A)顯示了進行該等冷卻實驗,測定了加熱器溫度,即蒸發器底面溫度(殼體底面溫度)的結果。再者,圖8(A)中,實線A顯示了蒸發器之底面溫度,該蒸發器是與使用設置了如上述之遮罩10之蒸發器2的迴路式熱管1冷卻時的加熱器相接。又,圖8(A)中,實線B顯
示蒸發器之底面溫度,該蒸發器是與使用具有未設置遮罩之蒸發器的迴路式熱管冷卻加熱器時之加熱器相接。
如圖8(A)所示,使用具有設置了如上述之遮罩10之蒸發器2的迴路式熱管1時,在所有的發熱量中,相較於使用了具有未設置遮罩之蒸發器的迴路式熱管的情況,蒸發器底面溫度,即加熱器溫度可減少前後約12℃。
又,由於考量到兼具貯液槽之蒸發器2的上面溫度反映了液相作動流體11之溫度,因此連測定蒸發器2之上面溫度(殼體上面溫度)時,也得到如圖8(B)所示之測定結果。再者,圖8(B)中,實線A是顯示使用具有設置了如上述之遮罩10之蒸發器2的迴路式熱管1冷卻加熱器時之蒸發器的上面溫度。又,圖8(B)中,實線B顯示了使用具有未設置遮罩之蒸發器的迴路式熱管冷卻加熱器時之蒸發器的上面溫度。
如圖8(B)所示,使用具有設置了如上述之遮罩10之蒸發器2的迴路式熱管1的態樣,在所有的發熱量中,相較於使用具有未設置遮罩之蒸發器的迴路式熱管的態樣,蒸發器上面溫度低約6~約9℃左右,此意味著液相作動流體11的溫度正在減少。
如此,藉使用具有設置了如上述之遮罩10之蒸發器2的迴路式熱管1,可確認可減少液相作動流體11之溫度,並可減少從多孔質體6往液相作動流體11之導熱膏。又,可確認可減少加熱器溫度,可抑制冷卻性能之降低,得到安定之冷卻性能。
又,第3具體例是為了防止從多孔質體6往液相作動流體11之熱流,在上述之多孔質體6之各筒狀凸部6A設置了空孔率為約35%之多孔質體遮罩10H(毛細結構遮罩;隔熱遮罩)作為遮罩10(參照圖9)。在此,多孔質體遮罩10H於其材料使用低熱傳導率(在此為約0.23W/mK),耐熱性優異之PTFE樹脂(多孔質體),且其厚度為約0.8mm。在此,作為毛細結構之多孔質體6為了使作動流體流動,需要產生微細的多孔質徑產生的較大毛細管力,相對於此,遮罩10之多孔質體不需要產生毛細管力,由於液相作動流體11通過遮罩10時之壓力損失較小者有利於安定作動,因此多孔質徑宜為盡可能較大。因此,在此,多孔質體遮罩10H之多孔質徑為約100μm。藉設置該多孔質體遮罩10H,可將多孔質體6與液相作動流體11直接接觸之面積(接液面積)削減為約35%,且可將流入多孔質體6之液相作動流體11之流速增加到約3倍。
接著,進行冷卻加熱器的實驗,該加熱器是使用具有設置了如此之遮罩10H之蒸發器2的迴路式熱管1模製出電子裝置內之發熱零件51X的加熱器。又,為了比較,也進行使用了具有未設置遮罩之蒸發器的迴路式熱管的冷卻實驗。
在此,圖10(A)顯示了進行該等冷卻實驗,測定出加熱器溫度,即蒸發器底面溫度(殼體底面溫度)之結果。再者,圖10(A)中,實線A是顯示蒸發器2之底面溫度,該蒸發器是與使用具有設置了如上述之遮罩10H之蒸發器2
的迴路式熱管1冷卻加熱器之態樣的加熱器相接。又,圖10(A)中,實線B顯示蒸發器之底面溫度,該加熱器是與使用具有未設置遮罩之蒸發器的迴路式熱管冷卻加熱器時之之加熱器相接。
如圖10(A)所示,使用具有設置了如上述之遮罩10H之蒸發器2的迴路式熱管1之態樣,在全部的發熱量中,相較於使用具有未設置遮罩之蒸發器之迴路式熱管的態樣,蒸發器底面溫度、即加熱器溫度可減少前後約10℃。
又,由於考慮到兼具貯液槽之蒸發器2的上面溫度(殼體上面溫度)反映了液相作動流體11之溫度,因此在測定蒸發器2之上面溫度時,也得到如圖10(B)所示之測定結果。再者,圖10(B)中,實線A是顯示使用具有設置了如上述之遮罩10H之蒸發器2的迴路式熱管1冷卻加熱器的態樣時之蒸發器2的上面溫度。又,圖10(B)中,實線B是顯示使用具有未設置遮罩之蒸發器的迴路式熱管冷卻加熱器時之蒸發器的上面溫度。
如圖10(B)所示,使用具有設置了如上述之遮罩10H之蒸發器2的迴路式熱管1時,在所有的發熱量中,相較於使用具有未設置遮罩之蒸發器的迴路式熱管的態樣,蒸發器上面溫度低約5~約8℃左右,這意味著液相作動流體11之溫度正在減少。
如此,藉使用具有設置了如上述之遮罩10H之蒸發器2的迴路式熱管1,可確認可減少液相作動流體11之溫度,並且可減少從多孔質體6往液相作動流體11之導熱膏。
又,可確認可減少加熱器溫度,並可抑制冷卻性能之降低,得到安定之冷卻性能。
再者,本發明並不限定於如上述之實施形態所記載之構成,可在不脫離本發明之宗旨的範圍內作各種變形。
2‧‧‧蒸發器
4‧‧‧蒸氣管
5‧‧‧液管
6‧‧‧多孔質體
6A‧‧‧筒狀凸部
6B‧‧‧平板狀部分
6C‧‧‧***孔
6D‧‧‧溝
6X‧‧‧接液面
7‧‧‧蒸氣室
8‧‧‧液室
9‧‧‧殼體
9A‧‧‧下側部分
9B‧‧‧上側部分
9C‧‧‧突起部
9D‧‧‧蒸氣管連接用開口部
9E‧‧‧液管連接用開口部
10‧‧‧遮罩
10A‧‧‧開口部
10B‧‧‧孔
11‧‧‧液相作動流體
51,51X‧‧‧電子零件
56‧‧‧導熱膏
Claims (20)
- 一種蒸發器,其特徵在於包含有:具有複數個筒狀凸部之多孔質體;由前述多孔質體分隔之蒸氣室及液室;殼體,具有:連接蒸氣管並規定前述蒸氣室之第1部分;連接液管並規定前述液室之第2部分;及複數個突起部,設置於前述第1部分並往前述第2部分之側突出,嵌入於前述多孔質體之前述複數個筒狀凸部之各個,及複數個遮罩,用以覆蓋前述複數個筒狀凸部之各個的表面,使前述多孔質體之前述複數個筒狀凸部之接觸液相作動流體之接液面的面積變小。
- 如請求項1之蒸發器,其中前述遮罩在覆蓋前述筒狀凸部之側面的部分具有供前述液相作動流體流動之開口部。
- 如請求項2之蒸發器,其中前述開口部為複數個孔。
- 如請求項3之蒸發器,其中前述孔是位於前述殼體之前述第1部分之側者比位於前述第2部分之側者大。
- 如請求項2之蒸發器,其中前述開口部為複數個槽縫。
- 如請求項1之蒸發器,其中前述遮罩具有:部分地覆蓋鄰接之4個前述筒狀凸部所含之第1筒狀凸部之側面的第1部分;部分地覆蓋前述4個筒狀凸部所含之第2筒狀凸部之側面的第2部分;部分地覆蓋前述4個筒狀凸部所含之第3筒狀凸部之側面的第3部分;及部分地覆蓋前述 4個筒狀凸部所含之第4筒狀凸部之側面的第4部分,並以一個一個設置於鄰接之4個前述遮罩之各個的4個部分覆蓋1個前述筒狀凸部之側面,且於前述4個部分之相互間形成有供液相作動流體流動之槽縫。
- 如請求項5或6之蒸發器,其中前述槽縫是位於前述殼體之前述第1部分之側者的幅度比位於前述殼體之前述第2部分之側者寬。
- 如請求項2至5、7中任一項之蒸發器,其中前述遮罩設有前述開口部,使得前述筒狀凸部之側面之前述接液面的面積為前述筒狀凸部之側面之面積的50%以下。
- 如請求項6或7之蒸發器,其中前述槽縫設置成前述筒狀凸部之側面之前述接液面的面積為前述筒狀凸部之側面之面積的50%以下。
- 如請求項1之蒸發器,其中前述遮罩於覆蓋前述筒狀凸部之側面的部分具有供前述液相作動流體流動之溝。
- 如請求項10之蒸發器,其中前述溝是位於前述殼體之前述第1部分之側者的幅度比位於前述第2部分之側者寬。
- 如請求項10或11之蒸發器,其中前述遮罩是設有前述溝,使得前述筒狀凸部之側面之前述接液面的面積為前述筒狀凸部之側面之面積的50%以下。
- 如請求項1之蒸發器,其中前述遮罩為具有供前述液相作動流體流動之孔的多孔質體遮罩。
- 如請求項13之蒸發器,其中前述多孔質體遮罩的空孔率 為50%以下。
- 如請求項13或14之蒸發器,其中前述多孔質體遮罩是前述孔的直徑比前述多孔質體大。
- 如請求項13至15中任一項之蒸發器,其中前述多孔質體遮罩是前述孔的直徑為50μm以上。
- 如請求項1至16中任一項之蒸發器,其中前述遮罩之材料是具有0.5W/mK以下之熱傳導率的材料。
- 如請求項1至17中任一項之蒸發器,其中前述複數個遮罩是呈一體化。
- 一種冷卻裝置,其特徵在於包含有:使液相作動流體蒸發之蒸發器;使氣相作動流體冷凝之冷凝器;連接前述蒸發器與前述冷凝器,並供氣相作動流體流動之蒸氣管;及連接前述冷凝器與前述蒸發器,並供液相作動流體流動之液管,前述蒸發器具有:具有複數個筒狀凸部之多孔質體;由前述多孔質體分隔之蒸氣室及液室;殼體,具有:連接蒸氣管並規定前述蒸氣室之第1部分;連接液管並規定前述液室之第2部分;及複數個突起部,設置於前述第1部分並往前述第2部分之側突出,嵌入於前述多孔質體之前述複數個筒狀凸部之各個;及 複數個遮罩,用以覆蓋前述複數個筒狀凸部之各個的表面,使前述多孔質體之前述複數個筒狀凸部之接觸液相作動流體之接液面的面積變小。
- 一種電子裝置,其特徵在於包含有:設置於配線基板上之電子零件,及用以冷卻前述電子零件之冷卻裝置,前述冷卻裝置包含有:使液相作動流體蒸發之蒸發器;使氣相作動流體冷凝之冷凝器;連接前述蒸發器與前述冷凝器,並供氣相作動流體流動之蒸氣管;及連接前述冷凝器與前述蒸發器,並供液相作動流體流動之液管,前述蒸發器具有:具有複數個筒狀凸部之多孔質體;由前述多孔質體分隔之蒸氣室及液室;殼體,具有:連接蒸氣管並規定前述蒸氣室之第1部分;連接液管並規定前述液室之第2部分;及複數個突起部,設置於前述第1部分並往前述第2部分之側突出,嵌入於前述多孔質體之前述複數個筒狀凸部之各個;及複數個遮罩,用以覆蓋前述複數個筒狀凸部之各個的表面,使前述多孔質體之前述複數個筒狀凸部之接觸液相作動流體之接液面的面積變小。
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